DIY LED kruhové světlo PCB pro mikroskopy!: 6 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Jsem zpět a tentokrát jsem otestoval své dovednosti v designu desek!

V tomto pokynu vám ukážu, jak jsem navrhl své vlastní mikroskopické prstencové světlo a některé výzvy, se kterými jsem se po cestě setkal. Koupil jsem si druhý mikroskop pro použití v elektronice a na rozdíl od mého prvního nebyl vybaven kruhovým světlem. Po rychlém vyhledávání na Googlu jsem zjistil, že dobrá prstencová světla jsou téměř bezdůvodně trochu drahá, možná jsem se jen nedíval na správné místo, ale prostě jsem nebyl spokojený s cenami. Kvůli tomu, co to je, jsem se nemohl přinutit zaplatit ani 30 dolarů za světlo. Chci říct, že je to v podstatě jen zábleskové světlo, proč stojí tolik? Poté, co jsem si uvědomil, že jsem nechtěl koupit, jsem si myslel, že by bylo zábavné dělat sám! Miluji navrhování desek a pájení, stejně jako zábavné projekty, takže pojďme na to! Moje světlo obsahuje 48 jasně bílých/měkkých žlutých LED diod, které lze zapnout ve skupinách nebo najednou a lze je ztlumit. Je to opravdu užitečná příloha, ze které může těžit každý mikroskop! Tento projekt vám ukáže, jak užitečné jsou prototypy desek plošných spojů, protože jsem u prvního návrhu udělal několik chyb a musel jsem s aktualizacemi odeslat pro druhou dávku. To by mohlo být velmi nákladné, kdybych předpokládal, že je vše v pořádku, a objednal jsem poprvé desítky desek, ale to všechno projdeme po cestě! Nezapomeňte se podívat do PDF, kde najdete jasnější obrázky schématu. Tento projekt je sponzorován společností JLC PCB, podívejte se na jejich webové stránky a sledujte mé video, kde získáte další informace o jejich službách!

Zásoby

Vše potřebné pro tuto desku najdete v přiložených souborech

Krok 1: Podívejte se na video pokrývající celou sestavu a postupujte podle pokynů pro další informace

Snažím se zvýšit produkční hodnotu svých projektů, takže každá rada a konstruktivní kritika jsou vítány! Je to pro mě jen koníček, ale chci se zlepšit a zjistit, kam to může jít:)

Krok 2: První návrh

Mým cílem při této příležitosti bylo mít velmi jasné a kompaktní kruhové světlo s některými přidanými funkcemi. Chtěl jsem přepínat 1 ze 4 skupin LED najednou nebo všechny najednou. To nemusí být žádoucí funkce pro každého, ale chtěl jsem vrhat světlo v určitých úhlech, abych osvětlil objekty odlišně pro určité aplikace a fotografii. Řídicí obvody sežraly na mé desce orelého freemia velké množství nemovitostí, ale díky tomu bylo zábavnější to zjistit.

Myšlenka ovládání LED v prvním návrhu byla opravdu jednoduchá, ale díky své netrpělivosti jsem zjistil, že opravuji některé problémy a přidávám funkce pro druhý design, ale v několika krocích se tomu budeme věnovat podrobněji. 48 LED je ve skupinách po 12 sestávajících ze 3 sad LED paralelně se 4 v sérii. Každá skupina je řízena tranzistorem a tranzistor je řízen vysokým signálem z čítače dekád, který přesouvá své výstupy na základě manuálního (tlačítkového) hodinového vstupu. Existují 4 skupiny LED diod, ale potřebujeme 5 výstupů čítače dekády k zapnutí 1-4 a 5. zapnutí všech. Každá základna tranzistoru je vázána na výstup, který umožňuje jeho zapnutí. Jak použijeme 5. výstup k zapnutí všech LED diod, aniž by došlo ke konfliktu s jinými skupinami, když jsou aktivovány samy? Diody! Pátý výstup čítače je svázán se 4 diodami s paralelními anodami a katodami vedenými ke každé základně tranzistoru. To nám umožňuje aktivovat všechny tranzistory najednou, aniž by proud unikal do jiných základen, když se 1 ze 4 skupin aktivuje sama. 48 LED diod vyžaduje napájení 12 voltů (4 diody LED v sérii x3v = 12v) a řídicí obvody vyžadují 5 voltů, takže použijeme 12voltový napájecí zdroj a přidáme 5voltový lineární regulátor pro snížení napětí pro napájení řídicích obvodů. Po pájení všeho to nefungovalo správně:(. Ze začátku jsem byl naštvaný, ale uvědomil jsem si, že to je obvykle součást procesu navrhování desek. Přijdeš s nápadem, vytvoříš ho, najdeš problémy a opravíš je. naučili jste se nikdy neočekávat, že něco bude fungovat, zkuste to a když to něco funguje, zkuste to, co mě opravdu překvapilo, ale je to součást celého procesu. Možná se ptáte, proč jsem vše navrhl pomocí smd částí a odpověď je jednoduchá. Používám bezplatnou verzi orla, uvízl jsem s maximálním rozměrem desky a nemůže být větší než to, na co jsem přišel, takže vše musí existovat na desce, která měří 90 mm, přičemž v ní chybí obrovský kus uprostřed, což nám zanechává velmi malou 18 mm širokou povrchovou plochu. Pokud bych použil průchozí otvory, musel bych vést kolem vodičů a to by zabralo příliš mnoho času. Možná v budoucnu však? Mimochodem, směrování leptů na kruh byla zábava.

Krok 3: První chyby a úpravy návrhu nutné k tomu, aby to fungovalo

Po řešení potíží s prvním návrhem jsem si uvědomil, že existuje příliš mnoho chyb, než abych je nechal na pokoji. Chyby jsou následující;

• Kolík pro aktivaci hodin čítače desetiletí nebyl připojen k zemi, což znamenalo, že se hodiny netočí
• Sekvence hodin byla zpackána kvůli přeskočení Q3 ve schématu
• Tranzistory se dvěma balíky si nerady navzájem dobře hrály
• Diody běžící v sérii se základním odporem tranzistoru neumožňovaly průchod dostatečného proudu k aktivaci tranzistorů.

Aby návrh fungoval, vyměnil jsem duální tranzistory za jednoplášťové, přesunul polohu katodové diody paralelně se základním odporem a opravil chyby s řídicím obvodem. Použil jsem velmi tenký měděný drát ke spuštění všech mých leptů. Poté, co jsem měl pracovní desku, naložil jsem všechny opravy zpět do orla pro 2. kolo!

Krok 4: Design 2 s přidanými funkcemi

Po vyřešení všech problémů s prvním návrhem jsem pokračoval a přidal externí stmívač pomocí běžného anodového PWM stmívače, který jsem koupil z Amazonu. První design postrádal funkci stmívače a deska byla příliš přeplněná, než aby se dala přidat, takže jsem experimentoval s levným amazonem a zjistil jsem, že to udělal trik! Místo svázání všech LED diod vysoko na 12 V jsou nyní svázány vysoko se signálem PWM, což je přidaná podložka na desce. Ve svém videu více zakrývám stmívač.

Kromě stmívače jsem přidal rezistory k skupinám LED a odpalovací rezistory k základně tranzistorů jako opatření „jen pro případ“. V současné době se nepoužívají, ale jsou bezpečnější než omlouvám se a místo externího upevnění jsem na desku přidal hmatový přepínač. Záměrem původně bylo použít pouzdro, ale poté, co jsem viděl, jak kompaktní to bylo, jsem tuto myšlenku zahodil v 2. kole. Pájel jsem všechny diody, následované všemi ostatními částmi a testoval jsem to a fungovalo to! Prostě jak má! Je také velmi jasný! Pokud opravdu chcete vyzkoušet svou trpělivost, pusťte se do ruční pájení celkem 96 křehkých LED diod. Rádi se roztaví, pokud jim trváte pouhou sekundu příliš dlouho, než je pájíte. Všimněte si, že r7-r10 nemají uvedené hodnoty, použil jsem odpory 100 ohmů, ale tato hodnota se může měnit v závislosti na vašich potřebách. Všimněte si, že r11-r14 nemají žádné hodnoty, protože se nepoužívají. Všimněte si, že c2 a c3 mají uvedeny nesprávné hodnoty. Nakonec jsem použil 16uf cap, ne 0,1uf. (všechny smd kryty a odpory jsou 0805)

Krok 5: Rada funguje. Co teď?

Nyní je čas, aby byl namontovatelný. K tomu jsem použil dvě závitové spojovací tyče a šrouby s palcem. Nápad jsem si vypůjčil z jiných světel.

Oškrabal jsem tyče pro odpojení spojky a pomocí dvoudílného epoxidu je přilepil k desce. Pokud se k tomuto projektu v budoucnu znovu vrátím, možná plánuji montáž na úrovni desky.

Krok 6: To je zábal

Ano, konečný produkt jsem vyčistil velkým množstvím alkoholu. Během montáže a testu jsem použil hodně kalafuny a měl jsem ji dlouho čistit, ale byl jsem příliš rozptylován, aby to fungovalo. Opravdu doufám, že se vám tento návod líbil stejně jako mně při jeho výrobě. Pokud bych měl vytvořit verzi 3 tohoto projektu, přidal bych odlehčení tahu pro napájecí kabel, udělal bych si čas na implementaci vlastního stmívače do desky a lépe si naplánoval montáž. Kromě toho jsem opravdu nadšený z toho, jak to dopadlo, a ano, možná to byla divná cesta, jak převzít jen koupi jednoho, ale mnoho lidí si neuvědomuje, jak zábavné a obohacující je prostě to UDĚLAT SÁM. Nakonec jsem měl dost dílů na 3 nebo více kompletních desek, což vyšlo levněji než nákup tří. Pokud si to plánujete vyrobit sami, použijte pro svou objednávku jlcpcb.com. Dostanete 5 profesionálních desek s výběrem barvy za pouhé 2 dolary!

Děkujeme, že jste se dostali až sem, a pokud se vám tento projekt líbil, určitě mě sledujte zde a na mém youtube kanálu! Uvidíme se příště!

youtube-

jlcpcb-